Микробиология

Клеточный иммунный ответ формируется при взаимодействии макрофагов и Т-лимфоцитов. Макрофаги передают антигенную информацию Т-лимфоцитам. Интерлейкины (монокины), выделяемые макрофагами, стимулируют Т-хелперы, те, в свою очередь, выделяют интерлейкины (лимфокины), стимулирующие дифференциацию и пролиферацию Т-лимфоцитов и превращение их в иммунные лимфоциты: Т-эффекторы (Те) и Т-киллеры (Тк) В дальнейшем Те участвуют в реакциях гиперчувствительности замедленного типа, а Тк - в уничтожении чужеродных клеток ("клеток-мишеней").

Клеточный иммунитет лежит в основе воспалительных процессов, противоопухолевого, противовирусного, трансплантационного иммунитета.

Пассивная передача клеточного иммунитета не осуществляется с помощью сыворотки крови. В эксперименте возможна передача с помощью иммунных лимфоцитов, в клинике - с помощью интерлейкинов.

64. Механизм иммунного ответа. Взаимодействие Т- и В-лимфоцитов и макрофагов. Их роль в клеточном и гуморальном иммунитете

Различают следующие формы иммунного ответа: гуморальный иммунный ответ, клеточный иммунный ответ, иммунологическая память и иммунологическая толерантность.

Гуморальный иммунный ответ. Иммунный ответ в виде продукции специфических антител (иммуноглобулинов) происходит следующим образом:

Макрофаги фагоцитируют проникший в организм антиген, переваривают, перерабатывают (осуществляют процессинг), концентрируют его детерминантные группы и в соединении с Ia-белком представляют на своей поверхности (презентация) эту антигенную информацию Т-хелперам и В-лимфоцитам. la-белок образуется в макрофаге, образование его кодируется Ir-геном, который таким образом регулирует иммунный ответ. При этом макрофаги выделяют интерлейкины (монокины), стимулирующие Т-лимфоциты, и, в свою очередь, Т-хелперы продуцируют интерлейкины (лимфокины), стимулирующие пролиферацию (размножение) и дифференциацию В-лимфоцитов и превращение их в плазматические клетки, продуцирующие антитела против данного антигена. Процесс этот регулируется Т-лимфоцитами-супрессорами, которые тормозят его. Таким образом, гуморальный иммунный ответ формируется при трехклеточной кооперации, то есть при участии макрофагов, В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов. Некоторые антигены, имеющие высокополимерное строение, способны вызвать образование антител без участия Т-хелперов. Такие антигены называют тимуснсзависимыми, например, липополисахариды грамотрица-тельных бактерий.

Защитная роль гуморального иммунитета осуществляется таким образом, что антитела, специфичные к данным бактериям, соединяются с ними, подготавливают их, делают чувствительными к лизису при участии комплемента, к обезвреживанию фагоцитами. Для некоторых патогенных бактерий, которые обладают антифагоцитарной активностью, например, стафилококки, бруцеллы, возбудители туберкулеза, фагоцитоз бывает завершенным только при участии специфических антител - опсонинов. Что касается антитоксинов, то их защитная роль заключается в непосредственном соединении с токсинами и нейтрализации их.

Антитела участвуют также в реакциях гиперчувствительности немедленного типа (ГЧНТ).

Пассивная передача гуморального иммунитета возможна с помощью сыворотки крови, поскольку антитела (иммуноглобулины) циркулируют в крови.

Клеточный иммунный ответ формируется при взаимодействии макрофагов и Т-лимфоцитов. Макрофаги передают антигенную информацию Т-лимфоцитам. Интерлейкины (монокины), выделяемые макрофагами, стимулируют Т-хелперы, те, в свою очередь, выделяют интерлейкины (лимфокины), стимулирующие дифференциацию и пролиферацию Т-лимфоцитов и превращение их в иммунные лимфоциты: Т-эффекторы (Те) и Т-киллеры (Тк) В дальнейшем Те участвуют в реакциях гиперчувствительности замедленного типа, а Тк - в уничтожении чужеродных клеток ("клеток-мишеней").

Клеточный иммунитет лежит в основе воспалительных процессов, противоопухолевого, противовирусного, трансплантационного иммунитета.

Пассивная передача клеточного иммунитета не осуществляется с помощью сыворотки крови. В эксперименте возможна передача с помощью иммунных лимфоцитов, в клинике - с помощью интерлейкинов

Иммунологическая память. При формировании иммунного ответа часть В- и Т-лимфоцитов, получив антигенную информацию, не размножаются. Такие долгоживущие клетки памяти, сохранившие свою специфичность, обеспечивают более быстрый и сильный вторичный иммунный ответ при повторном введении антигена.

Иммунологическая толерантность - специфическая не отвечаем ость на определенный антиген. Это явление, обратное иммунному ответу. Благодаря врожденной иммунологической толерантности иммунная система в норме не реагирует на антигены собственного организма. Приобретенную толерантность можно создать искусственно.

Явление иммунологической толерантности используется при трансплантациях и при аутоиммунных заболеваниях.

65. Антитела, иммуноглобулины, их основные свойства. Специфичность антител

Антитела (иммуноглобулины) - белки плазмы крови, которые образуются в организме под влиянием антигенов. Основным свойством антител является специфичность, то есть способность соединяться с тем

антигеном, который вызвал их образование. Специфичность антител обусловлена активными центрами, то есть участками молекулы иммуноглобулина, которые соединяются с детерминантными группами (эпитопами) антигена. Число активных центров называют валентностью антител.

Антитела содержатся в жидкой части крови и в других жидкостях организма. Сыворотку, содержащую антитела, называют иммунной, в отличие от нормальной, не содержащей специфических антител.

Химическая природа антител. Это гликопротеиды. Состоят из двух тяжелых полипептидных цепей - Н-цепей (англ, heavy - тяжелый) и двух легких цепей - L-цепей (англ, light - легкий). Цепи связаны дисульфидными мостиками. Как в легких, так и в тяжелых цепях имеется вариабельная V-обдасть с непостоянной последовательностью аминокислот, и константная С-область. Аминокислоты в полипептидных цепях направлены таким образом, что их NН2-концевые группы расположены в вариабельной части, а СООН-концевые группы - в константной.

При обработке протеолитическим ферментом папаином молекула иммуноглобулина распадается на Fab-фрагменты (англ, fragment antigen binding - фрагмент, связывающий антиген) и Fc-фрагмент (англ. fragment cristalline - кристаллизующийся фрагмент). В состав Fab-фрагмента входит целиком легкая цепь и часть тяжелой цепи, концевые их части составляют активный центр. В состав Fc-фрагмента входят остатки двух тяжелых цепей.

Активный центр молекулы иммуноглобулина по конфигурации соответствует конфигурации детерминантной группе антигена. Он очень мал, занимает лишь 2% поверхности антитела. Описанная мономерная молекула иммуноглобулина имеет два активных центра, то есть может связать две молекулы антигена.

Будучи белками, антитела (иммуноглобулины) обладают антигенной, видовой специфичностью. Детерминантная группа, определяющая специфичность, расположена в области Fc-фрагмента. Наличие антигенной специфичности иммуноглобулинов имеет практическое значение, так как позволяет обнаружить их с помощью антиглобулиновых сывороток.

Различают пять классов иммуноглобулинов, которые обозначаются IgG, IgM, IgA, IgD, IgE и отличаются между собой по физико-химическим свойствам и биологическим функциям (рис. 17).

Иммуноглобулины класса G (Ig G) являются мономерами, то есть состоят из двух легких и двух тяжелых цепей, молекулярная масса 160 кД, константа седиментации (скорость осаждения в центрифуге) 7S. Составляют основную массу сывороточных иммуноглобулинов (70-80%). Единственные из всех классов проникают через плаценту и играют важную роль в защите новорожденного от инфекции.

Иммуноглобулины класса М (Ig М) первыми появляются после введения антигена. Молекула IgM состоит из 5 субъединиц, то есть является пентамером. Молекулярная масса 300 кД, константа седиментации 19S. Содержание в сыворотке крови 5-10%.

Иммуноглобулины класса A (Ig А) синтезируются в селезенке, лимфоузлах и подслизистом слое дыхательных путей и кишечного тракта. По физико-химическим свойствам неодинаковы и могут иметь константы седиментации 7,9,11 и 18S. Часть IgA попадает в кровь - это сывороточные IgA. Большая же часть IgA - это секреторные SIgA, у которых два или три мономера соединены между собой секреторным фрагментом, защищающим иммуноглобулин от разрушения ферментами. Секреторные SIgA проникают на поверхность слизистых оболочек, содержатся в секретах и играют важную роль в защите организма от проникновения возбудителей, например, вирусов гриппа, полиомиелита.

Иммуноглобулины класса D (Ig D) - молекулярная масса 180 кД, константа седиментации 7S. Содержание в сыворотке крови около 0,2%. Роль IgD пока неизвестна

Иммуноглобулины класса Е (Ig E) - молекулярная масса 200 кД, константа седиментации 8S, содержатся в нормальной сыворотке крови в небольших количествах (0,002%). Их называют также реагинами, поскольку они способны присоединяться к клеткам (цитофильны) и принимают участие в реакции анафилаксии

Форма и размеры иммуноглобулинов G и М были изучены в электронном микроскопе. IgG имеют форму вытянутых эллипсов с тупыми концами, a IgM - форму паучка с пятью ножками.



66. Местный иммунитет: определение понятия, основные механизмы; особенности структуры секреторных иммуноглобулинов, месте их образования и функции

Местный иммунитет - это особый вид защиты против внедрения в организм возбудителей инфекций, главным образом кишечных и воздушно-капельных. Большую роль здесь играют неспецифические факторы и антитела, так называемые секреторные иммуноглобулины класса A (SIgA). Иммуноглобулины IgA - белки, представляющие класс антител А, обеспечивающих местный иммунитет. Иммуноглобулины класса A (Ig А) синтезируются в селезенке, лимфоузлах и подслизистом слое дыхательных путей и кишечного тракта. По физико-химическим свойствам неодинаковы и могут иметь константы седиментации 7,9,11 и 18S. Часть IgA попадает в кровь - это сывороточные IgA. Большая же часть IgA - это секреторные SIgA, у которых два или три мономера соединены между собой секреторным фрагментом, защищающим иммуноглобулин от разрушения ферментами. Секреторные S IgA проникают на поверхность слизистых оболочек, содержатся в секретах и играют важную роль в защите организма от проникновения возбудителей, например, вирусов гриппа, полиомиелита.

67. Инфекционная иммунология, определение понятия. Особенности антибактериального, противовирусного иммунитета. Роль системы главного комплекса гистосовместимости (HLA) в формировании инфекционного иммунитета

Впервые Эдуард Дженнер провел вакцинацию против оспы путем заражения человека оспой коров. Пастер создал вакцины против бешенства и сибирской язвы и научно обосновал принципы получения живых вакцин. Мечников построил фагоцитарную теорию иммунитета. Бухнер обнаружил бактерицидные свойства сыворотки крови. Эрлихом была предложена гуморальная теория иммунитета. Беринг и Ру создали лечебные антитоксические сыворотки против дифтерии и столбняка. Это направление иммунологии ("инфекционная иммунология") развивалась в дальнейшем и продолжает развиваться. Достигнуты значительные успехи в профилактике, лечении и диагностике инфекционных заболеваний.

HLA-система представляет собой комплекс генов, выполняющих различные биологические функции, и в первую очередь обеспечивающих генетический контроль иммунного ответа и взаимодействие между собой клеток, которые реализуют этот ответ.

Антибактериальный иммунитет, который может быть стерильным и нестерильным. При стерильном иммунитете микроорганизмы из организма удаляются, а иммунитет сохраняется. При нестерильном иммунитете для поддержания иммунитета необходимо присутствие в организме небольшого количества микроорганизмов (иммунитет к туберкулезу);

Противовирусный иммунитет обеспечивает нейтрализацию вирионов или подавление их образования.

Характер иммунитета при вирусных инфекциях связан с особенностями вирусов как строгих внутриклеточных паразитов.

Неспецифическая противовирусная резистентность обусловлена

такими механизмами, как:

1) отсутствие в организме чувствительных клеток к данному вирусу;

2) наличие неспецифических вирусных ингибиторов;

3) повышенная температура тела;

4) интерферон - один из основных противовирусных факторов защиты.

Фагоцитоз в отношении вирусов имеет меньшее значение, чем в отношении бактерий и часто бывает незавершенным.

Специфические противовирусные антитела могут нейтрализовать внеклеточные формы - вирионы, препятствуя их проникновению в клетки организма. Против внутриклеточных форм вирусов антитела неэффективны. Существенную роль играют секреторные SIgA, создающие местный иммунитет в воротах инфекции, например, при гриппе. Сывороточные антитела, циркулирующие в кровяном русле, играют защитную роль при вирусемии.

В противовирусном иммунитете действует особый механизм. Клетки, зараженные вирусом, имеют на своей поверхности антигенные детерминанты. Поэтому они становятся мишенями для цитотоксических лимфоцитов - Т-киллеров. При этом зараженные клетки погибают вместе с вирусом. Например, при вирусном гепатите В происходит гибель гепатоцитов, зараженных вирусом.

Роль системы главного комплекса гистосовместимости (HLA) в формировании инфекционного иммунитета:

В плазматических мембранах клеток разных тканей содержатся антигены главного комплекса гистосовместимости, которые играют важнейшую роль в иммунном ответе, иммунорегуляции, реакции отторжения трансплантата и других процессах. Их часто бозначают НLА (англ. Human leucocyte antigenes) в связи тем, что для клинических и экспериментальных целей в качестве антигенов главного комплекса гистосовместимости определяют лейкоцитарные антигены.

По своей химической природе эти антигены относятся к гликопротеинам клеточных мембран. По химической структуре и функциональному назначению НLА подразделяют на два класса. НLА класса I состоят из двух полипептидных цепей с разной молекулярной массой: тяжелая б-цепь (молекулярная масса 44 000) нековалентно связана с легкой в-цепъю (молекулярная масса 11600). Данные антигены содержатся в мембране почти всех ядросодержащих клеток. Они играют роль трансплантационных антигенов, варьирующих от человека к человеку и обеспечивающих реакцию отторжения трансплантата. Основная биологическая роль их состоит в том, что НLА-антигены класса I являются маркерами «своего», не подлежащего «атаке» Т-киллеров. При заражении клеток вирусами НLА-антигены класса I в комплексе с вирусными антигенами становятся своеобразными ориентирами для избирательного уничтожения зараженных клеток Т-киллерами.

НLА-антигены, принадлежащие к классу II, состоят из двух микроглобулиновых цепей примерно одной и той же молекулярной массы (34 000 и 28000 соответственно), прикрепленных к поверхностной мембране макрофагов, Т- и В-лимфоцитов. Эти антигены участвуют в иммунорегуляции, служат для распознавания антигенных эпитопов Т-хелперами на мембране макрофагов и других клеток.

Генетический контроль НЬА осуществляется генами, расположенными на хромосоме 6 в трех сублокусах: НЬА-А, НЬА-В, НЬА-С.

Один человек не может иметь более 2 разных трансплантационных антигенов в одном сублокусе, т. е. не более 6 антигенов в трех сублокусах. НLА-сублокус находится в I-области хромосомы и содержит Ir-гены (англ. immune--иммунный ответ), контролирующие образование 1а- или НLА-DR-антигенов, принадлежащих к классу П.

68. Основные группы серологических реакций. Характеристика реакций для прямого определения антител и антигенов, реакции пассивной агглютинации, методов с применением меченых антител и антигенов

Реакция непрямой или пассивной гемагглютинации (РНГА или РПГА) более чувствительна и специфична, чем реакция агглютинации. Эту реакцию также используют в двух направлениях.

1) Для обнаружения антител в сыворотке крови больного применяются эритроцитарные диагностикумы, в которых антиген адсорбирован на поверхности обработанных танином эритроцитов. В отношении этой реакции чаще употребляют термин РПГА.

Исследуемую сыворотку разводят в лунках пластмассовых планшетов и добавляют эритроцитарный диагностикум. При положительной реакции появляется тонкая пленка по стенкам лунки в виде "кружевного зонтика», при отрицательной реакции - плотный осадок эритроцитов в виде "пуговки".

2) Для обнаружения токсинов и бактериальных антигенов в исследуемом материале применяют антительные эритроцитарные диагностикумы, полученные путем адсорбции антител на эритроцитах. В отношении этой реакции чаще употребляется термин РНГА. Например, с помощью антительных диагностикумов обнаруживают антиген палочки чумы, дифтерийный экзотоксин, ботулинический экзотоксин.

Реакции с участием меченых антигенов или антител основаны на использовании меченых иммунореагентов. Помечены могут быть антигены, антитела или антиглобулиновая сыворотка. В качестве метки используют флюоресцентные красители (РИФ), ферменты (ИФА), радиоизотопы (РИА), электронноплотные соединения (ИЭМ).

Реакция иммунофлюоресценции (РИФ), реакция Кунса. Это метод экспресс-диагностики. Для постановки РИФ применяются иммунные сыворотки, меченные флюорохромными красителями, например, изоти-оцианатом флюоресцеина. Флюорохромы вступают в химическую связь с сывороточными белками, не нарушая их специфичности.

Прямой метод РИФ. Из исследуемого материала, в котором предполагается наличие антигена (например, холерного вибриона), готовят препарат-мазок и обрабатывают его флюоресцирующей сывороткой, содержащей антитела к данному антигену (в нашем случае - противохолерной сывороткой). При микроскопии в люминесцентном микроскопе наблюдают светящиеся микробы.

Недостатком прямого метода РИФ является необходимость иметь большой набор флюоресцирующих сывороток против каждого антигена.

Непрямой метод РИФ. Препарат-мазок обрабатывают иммунной кроличьей антисывороткой к антигену (противохолерной кроличьей сывороткой), а затем - флюоресцирующей антиглобулиновой сывороткой, содержащей антитела против глобулинов кролика. Затем наблюдают в люминесцентном микроскопе светящиеся микробы.

При использовании этого метода можно иметь одну флюоресцирующую сыворотку против глобулинов кролика.

Иммуноферментный анализ (ИФА). Как и другие реакции иммунитета, ИФА используется 1) для определения неизвестного антигена с помощью известных антител или 2) для выявления антител в сыворотке крови больного с помощью известного антигена. Особенность реакции в том, что известный ингредиент реакции соединен с ферментом, и его присутствие определяется с помощью субстрата, который при действии фермента окрашивается.

Наиболее широко применяется твердофазный ИФА.

1) Обнаружение антигена (рис. 20). Первый этап - адсорбция специфических антител на твердой фазе, в качестве которой используют полистироловые или поливинилхлоридные поверхности лунок пластиковых панелей.

Второй этап - добавление исследуемого материала, в котором предполагается наличие антигена. Антиген связывается с антителами. После этого луночки промывают.

Третий этап - добавление специфической сыворотки, содержащей антитела против данного антигена, меченые ферментом. В качестве

фермента используют пероксидазу или щелочную фосфатазу. Меченые антитела присоединяются к антигенам, а их избыток удаляется промыванием. Таким образом, в случае присутствия в исследуемом материале антигена на поверхности твердой фазы образуется комплекс антитело-антнген-антитела, меченные ферментом. Для обнаружения фермента добавляют субстрат. Для пероксидазы субстратом служит ортофенилдиамин в смеси с Н2О2 в буферном растворе. При действии фермента образуются продукты, имеющие коричневую окраску, интенсивность которой позволяет количественно определить результаты опыта фотометрированием.

2) Обнаружение антител. Первый этап - адсорбция специфических антигенов на стенках лунки. Обычно в коммерческих системах антигены уже адсорбированы на поверхности твердой фазы - в лунках или на пластиковых шариках.

Второй этап - добавление исследуемой сыворотки. При наличии антител образуется комплекс антиген-антитела.

Третий этап - после отмывания лунок добавляют антиглобулиновые антитела (антитела против глобулинов человека), меченные ферментом.

В качестве контролей используют образцы заведомо положительные и заведомо отрицательные.

Иммуноблоттинг - это вариант ИФА, сочетание электрофореза и ИФА.

69. Противовирусный иммунитет: неспецифические факторы защиты, роль фагоцитоза и антител. Интерферон: условия образования, виды, механизмы противовирусного действия; индукторы интерферона, практическое применение

Характер иммунитета при вирусных инфекциях связан с особенностями вирусов как строгих внутриклеточных паразитов.

Неспецифическая противовирусная резистентность обусловлена такими механизмами, как:

1) отсутствие в организме чувствительных клеток к данному вирусу;

2) наличие неспецифических вирусных ингибиторов;

3) повышенная температура тела;

4) интерферон - один из основных противовирусных факторов защиты.

Фагоцитоз в отношении вирусов имеет меньшее значение, чем в отношении бактерий и часто бывает незавершенным.

Специфические противовирусные антитела могут нейтрализовать внеклеточные формы - вирионы, препятствуя их проникновению в клетки организма. Против внутриклеточных форм вирусов антитела неэффективны. Существенную роль играют секреторные SIgA, создающие местный иммунитет в воротах инфекции, например, при гриппе. Сывороточные антитела, циркулирующие в кровяном русле, играют защитную роль при вирусемии.

В противовирусном иммунитете действует особый механизм. Клетки, зараженные вирусом, имеют на своей поверхности антигенные детерминанты. Поэтому они становятся мишенями для цитотоксических лимфоцитов - Т-киллеров. При этом зараженные клетки погибают вместе с вирусом. Например, при вирусном гепатите В происходит гибель гепатоцитов, зараженных вирусом.

Противовирусный природный антибиотик животного происхождения - интерферон. Это низкомолекулярный белок, образуется в клетках организма или в культуре клеток под действием индукторов инерферона и является одним из факторов неспецифнческой противовирусной защиты. Индукторами могут быть не только вирусы, но и бактерии, ЛПС бактерий, некоторые лекарственные средства. В начале изучения интерферона было открыто его противовирусное действие, в дальнейшем было обнаружено несколько типов интерферонов и многообразное их действие: противовирусное, противоопухолевое, иммуномодулирующее, радиопротекторное. Интерферон неспецифичен в отношении вида вируса, но обладает видовой специфичностью. Поэтому для лечения человека эффективен интерферон, выделяемый культурой человеческих клеток. Интерферон не оказывает непосредственного действия на вирус, но подавляет синтез вирусных белков в клетке и таким образом препятствует образованию вирионов. Известно несколько типов интерферона, из которых в качестве противовирусного средства применяется лейкоцитарный а-интерферон.

С помощью методов генетической инженерии получен рекомбинантный интерферон - реаферон.



70. Механизмы соединения антитела с антигеном и реакции иммунитета. Виды антител. Моноклональные антитела: принципиальная схема получения, преимущество и практическое применение

Динамика образования антител . Синтез антител протекает в две фазы. Первая - индуктивная, которая длится 3-5 суток от момента введения антигена до появления антител в крови. Вторая - продуктивная, когда антитела появляются в крови, количество их нарастает к 15-30 суткам и затем снижается. Иммунный ответ после первого введения антигена называют первичным. Особенностью его является то, что первоначально синтезируются IgM, затем IgG.

Вторичный иммунный ответ развивается при повторном введении того же антигена и отличается от первичного следующими особенностями, индуктивная фаза короче (1-2 суток), уровень антител нарастает быстрее, достигает более высоких значений и сохраняется дольше, медленно снижаясь в течение нескольких лет При вторичном иммунном ответе с самого начала образуются IgG. Более быстрая и сильная выработка антител при вторичном иммунном ответе объясняется тем, что после первичного введения в организме остаются "клетки памяти", которые при вторичном введении того же антигена быстро размножаются и интенсивно включают процесс образования антител.

В практической медицине учитываются особенности динамики антителообразования:

1) при составлении рациональных графиков вакцинации с определенными интервалами; 2) при экстренной профилактике столбняка людям, получившим травму, если они были ранее привиты столбнячным анатоксином, вводят не антитоксическую сыворотку, которая может дать нежелательные аллергические реакции, а анатоксин, - в расчете на быстрый и сильный иммунный ответ; 3) при серологической диагностике дифференцируют первичное заболевание сыпным тифом от рецидива (болезни Брилля) по наличию в крови больного IgM.

Виды антител. Принято различать полные и неполные антитела. Полные антитела имеют не менее двух активных центров, поэтому при постановке реакции агглютинации, преципитации и других реакций иммунитета они обусловливают видимый эффект. Неполные антитела способны соединяться с антигеном, но видимой реакции агглютинации или преципитации не наблюдается. Причина в том, что неполные антитела имеют только один активный центр, способный соединяться с антигеном (второй блокирован). Неполными являются антитела к резус-антигену эритроцитов. При многих инфекциях они появляются наряду с полными антителами. Для выявления неполных антител используют реакцию Кумбса. По характеру действия антитела разделяют на антимикробные,антитоксические, вируснейтрализующие, гемолизины, аутоантитела и др. Антимикробные антитела вызывают агглютинацию бактерий или преципитацию антигенов, извлеченных из них, лизис бактерий при участии комплемента, усиление фагоцитоза - опсонизацию; антитоксины нейтрализуют токсины; вируснейтрализующие антитела оказывают противовирусное действие. Аутоантитела вырабатываются организмом против собственных белков и клеток при изменении их химической структуры или при освобождении антигенов из разрушившихся органов и тканей, или при утрате естественной нммунологической толерантности к каким-то собственным антигенам.

Моноклональные антитела. При введении антигена в иммунный ответ вовлекается множество лимфоцитов. Они могут различаться между собой по специфичности, различия эти могут быть совсем незначительными. Однако при иммунизации даже таким антигеном, который содержит одну детерминантную группу, образуются антитела, различающиеся по своей специфичности. Для получения антител одной специфичности необходимо получить потомство-клон (греч. klon - отпрыск, ветвь) из одного лимфоцита. Но культуру лимфоцитов в искусственной питательной среде получить трудно (вследствие ограниченного числа делений и времени жизни клетки). Только опухолевые клетки могут культивироваться in vitro без ограничения при условии поступления питательных веществ . Задачу получения культуры клеток, полученных из одного лимфоцита и способных длительно размножаться в питательной среде, решили Г.Келер и К. Мильштейн (1975 г., Нобелевская премия, 1984 г.). Авторы разработали методику получения гибридом (гибридных клеток) от слияния лимфоцитов иммунизированных животных с миеломными (опухолевыми) клетками. Слияние осуществляется с помощью полиэтиленгликоля или электрического разряда. Полученные гибридомы наследуют от лимфоцита способность синтезировать специфическое антитело, а от миеломной клетки способность бесконечно размножаться в питательной среде in vitro. Синтезируемые гибридомами антитела могут быть получены в неограниченном количестве. Антитела идентичны и по специфичности, и по классу иммуноглобулинов. Таким образом, полученный in vitro препарат может служить идеальным по специфичности средством для диагностики и лечения .

71. Реакция нейтрализации токсина антитоксином; механизмы и ингредиенты (получение токсина и антитоксической сыворотки, единицы измерения). Применение для определения уровня антитоксического иммунитета (название реакции, постановка), применение с диагностической целью (на примере диагностики ботулизма или столбняка)

В этой реакции антигеном является экзотоксин, антителами - антитоксины. При их взаимодействии происходит нейтрализация токсина. Реакцию ставят в пробирках для определения силы антитоксической сыворотки. Внешнее проявление реакции - флоккуляция (помутнение). Для обнаружения токсина с диагностической целью при ботулизме, столбняке, газовой анаэробной инфекции ставят реакцию нейтрализации токсина антитоксином в биологическом опыте на животных.

Реакции нейтрализации (РН) основаны на способности AT связывать различные возбудители и их метаболиты, лишая тем самым их возможности реализовать свои биологические свойства (иными словами, AT нейтрализуют возбудителей). На практике РН применяют для выявления вирусов и различных токсинов. В определённой степени к ним же относят реакции торможения вирусиндуцированной гемагглютинации и иммобилизации.

РН вирусов. В сыворотке крови переболевших лиц циркулируют AT, нейтрализующие вирусы. Их наличие выявляют смешиванием культуры возбудителя с сывороткой с последующим введением лабораторному животному или заражением культуры клеток. На эффективность нейтрализации указывает выживание животного либо отсутствие гибели клеток в культурах.

РН токсинов применяется для идентификации бактериальных экзотоксинов по видовой и типовой их принадлежности, а также для определения содержания антитоксинов в исследуемой сыворотке. Принцип основан на способности антитоксинов связывать токсин и блокировать его действие. Для идентификации токсина и определения титра антитоксических АТ их смесь вводят лабораторным животным. При соответствии типа токсина и антисывороткии гибели животных не наблюдают. Нейтрализацию токсинов in vitro определяют в реакции флоккуляции. Для определения антитоксического иммунитета у человека часто применяют кожные пробы (например, пробу Шика).

72. Преципитины и реакция преципитации; механизмы и ингредиенты; получение преципитирующих сывороток антигенов. Способы постановки; практическое применение

Реакция преципитации .Сущность реакции состоит в осаждении (преципитации) антигена под действием специфических антител. Для получения видимой реакции необходимо присутствие электролита. Антигеном в реакции преципитации являются молекулярно-дисперсные вещества.

Реакция кольцепреципитации ставится в узких преципитационных пробирках. В пробирку наливают иммунную сыворотку, на нее осторожно наслаивают исследуемый материал. При наличии в нем антигена на границе двух жидкостей образуется непрозрачное кольцо преципитата.

Реакцию применяют в судебной медицине для определения видовой принадлежности белков в кровяных пятнах, в сперме и т.д.; для определения антигена при диагностике сибирской язвы (реакция Асколи), менингита и других инфекций; в санитарно-гигиенических исследованиях - для установления фальсификации пищевых продуктов. Иммунные преципитирующие сыворотки получают путем иммунизации животных соответствующим антигеном. Например, сыворотка, преципитирующая белок человека, получена путем иммунизации кролика белком человека. Титр преципитирующей сыворотки - это наибольшее разведение антигена, с которым она дает реакцию. Сыворотку обычно применяют неразведенной или в разведении 1:5.

Реакция преципитации в агаровом геле проводится несколькими методами. Это реакция двойной иммунодиффузии, реакция радиальной иммунодиффузии, реакция иммуноэлектрофореза.

Реакция двойной иммунодиффузии (по Оухтерлони). Растопленный агаровый гель выливают в чашку Петри и после затвердевания в нем вырезают лунки. В одни лунки помещают антиген, в другие - иммунные сыворотки, которые диффундируют в агар, образуют в месте встречи преципитат в виде белых полос.

Реакция радиальной иммунодиффузии (по Манчини). В растопленный агаровый гель вносят иммунную сыворотку, выливают в чашку. После застывания агара в нем вырезают лунки и помещают в них антигены, которые, диффундируя в агар, образуют кольцевые зоны преципитации вокруг лунок. Чем выше концентрация антигена, тем больше диаметр кольца. Реакцию применяют, например, для определения в крови иммуноглобулинов различных классов. Иммуноглобулины классов IgG, IgM, IgA действуют в этой реакции как антигены, а антитела против них содержатся в специфических монорецепторных сыворотках.

73. Агглютинины и реакция агглютинации; механизм реакции и ингредиенты; получение агглютинирующих сывороток (поли и моновалентных) и антигенов; реакция пассивной гемагглютинации (РПГА); практическое применение

Реакция агглютинации - склеивание бактерий под влиянием специфических антител. Реакция протекает в две фазы. В первой фазе происходит специфическое присоединение антител к поверхности клетки, во второй - образование хлопьев в присутствии электролита (хлорида натрия

Методы постановки реакции агглютинации:

1) развернутая реакция агглютинации ставится в пробирках с последовательными разведениями сыворотки;

2) реакция агглютинации на предметном стекле в капле сыворотки, разведенной 1:5 - 1:10; наступает в течение нескольких минут.

Для определения антигенной структуры микробов, выделенных из организма пациента, используют агглютинирующую сыворотку, полученную из крови животного (кролика, барана), иммунизированного этими микробами. Титром диагностической агглютинирующей сыворотки называется наибольшее ее разведение, которое вызывает агглютинацию.

Агглютинирующие сыворотки, полученные путем иммунизации животных микробами, могут содержать антитела против родственных микробов, то есть являются поливалентными. Для повышения специфичности сывороток из них удаляют групповые антитела методом адсорбции по Кастелляни, с помощью групповых антигенов. Полученные сыворотки называют адсорбированными. Оставляя антитела только к одному антигену, получают монорецепторные сыворотки. С такими сыворотками ставят реакцию агглютинации на стекле, которая в этом случае является окончательной, а не ориентировочной.

Для обнаружения антител в сыворотке крови пациента в качестве известного антигена используют убитые культуры микробов, так называемые диагностикумы. При постановке серологического диагноза учитывают диагностический титр сыворотки - для большинства заболеваний 1:100 или 1:200.

Реакции непрямой или пассивной гемагглютинации.

Реакция непрямой или пассивной гемагглютинации (РНГА или РПГА) более чувствительна и специфична, чем реакция агглютинации. Эту реакцию также используют в двух направлениях.

1) Для обнаружения антител в сыворотке крови больного применяются эритроцитарные диагностикумы, в которых антиген адсорбирован на поверхности обработанных танином эритроцитов. В отношении этой реакции чаще употребляют термин РПГА.

Исследуемую сыворотку разводят в лунках пластмассовых планшетов и добавляют эритроцитарный диагностикум. При положительной реакции появляется тонкая пленка по стенкам лунки в виде "кружевного зонтика», при отрицательной реакции - плотный осадок эритроцитов в виде "пуговки".

2) Для обнаружения токсинов и бактериальных антигенов в исследуемом материале применяют антительные эритроцитарные диагностикумы, полученные путем адсорбции антител на эритроцитах. В отношении этой реакции чаще употребляется термин РНГА. Например, с помощью антительных диагностикумов обнаруживают антиген палочки чумы, дифтерийный экзотоксин, ботулинический экзотоксин.



74. Реакция с применением меченых антител и антигенов; реакция иммунофлюоресценции, ИФА, радиоиммунный анализ

Реакция иммунофлюоресценции (РИФ), реакция Кунса. Это метод экспресс-диагностики. Для постановки РИФ применяются иммунные сыворотки, меченные флюорохромными красителями, например, изоти-оцианатом флюоресцеина. Флюорохромы вступают в химическую связь с сывороточными белками, не нарушая их специфичности.

Прямой метод РИФ. Из исследуемого материала, в котором предполагается наличие антигена (например, холерного вибриона), готовят препарат-мазок и обрабатывают его флюоресцирующей сывороткой, содержащей антитела к данному антигену (в нашем случае - противохолерной сывороткой). При микроскопии в люминесцентном микроскопе наблюдают светящиеся микробы.

Недостатком прямого метода РИФ является необходимость иметь большой набор флюоресцирующих сывороток против каждого антигена.

Непрямой метод РИФ. Препарат-мазок обрабатывают иммунной кроличьей антисывороткой к антигену (противохолерной кроличьей сывороткой), а затем - флюоресцирующей антиглобулиновой сывороткой, содержащей антитела против глобулинов кролика. Затем наблюдают в люминесцентном микроскопе светящиеся микробы.

При использовании этого метода можно иметь одну флюоресцирующую сыворотку против глобулинов кролика.

Иммуноферментный анализ (ИФА). Как и другие реакции иммунитета, ИФА используется 1) для определения неизвестного антигена с помощью известных антител или 2) для выявления антител в сыворотке крови больного с помощью известного антигена. Особенность реакции в том, что известный ингредиент реакции соединен с ферментом, и его присутствие определяется с помощью субстрата, который при действии фермента окрашивается.

Наиболее широко применяется твердофазный ИФА.

1) Обнаружение антигена (рис. 20). Первый этап - адсорбция специфических антител на твердой фазе, в качестве которой используют полистироловые или поливинилхлоридные поверхности лунок пластиковых панелей.

Второй этап - добавление исследуемого материала, в котором предполагается наличие антигена. Антиген связывается с антителами. После этого луночки промывают.

Третий этап - добавление специфической сыворотки, содержащей антитела против данного антигена, меченые ферментом. В качестве

фермента используют пероксидазу или щелочную фосфатазу. Меченые антитела присоединяются к антигенам, а их избыток удаляется промыванием. Таким образом, в случае присутствия в исследуемом материале антигена на поверхности твердой фазы образуется комплекс антитело-антнген-антитела, меченные ферментом. Для обнаружения фермента добавляют субстрат. Для пероксидазы субстратом служит ортофенилдиамин в смеси с Н2О2 в буферном растворе. При действии фермента образуются продукты, имеющие коричневую окраску, интенсивность которой позволяет количественно определить результаты опыта фотометрированием.

2) Обнаружение антител (рис. 21). Первый этап - адсорбция специфических антигенов на стенках лунки. Обычно в коммерческих системах антигены уже адсорбированы на поверхности твердой фазы - в лунках или на пластиковых шариках.

Второй этап - добавление исследуемой сыворотки. При наличии антител образуется комплекс антиген-антитела.

Третий этап - после отмывания лунок добавляют антиглобулиновые антитела (антитела против глобулинов человека), меченные ферментом.

В качестве контролей используют образцы заведомо положительные и заведомо отрицательные.

Разрабатываются "безреагентные" системы для ИФА, в которых все компоненты реакции соединены с поверхностью полимера. Для проведения анализа необходимо внести исследуемый материал и наблюдать изменение окраски.

ИФА применяется при многих инфекционных заболеваниях, в частности, при ВИЧ-инфекции, при вирусных гепатитах.

Иммуноблоттинг - это вариант ИФА, сочетание электрофореза и ИФА. Методом электрофореза в геле, содержащем ферменты, разделяют биополимеры, например, антигены вируса иммунодефицита человека.

75. Реакции иммунного лизиса; реакция гемолиза и бактериолиза, реакция локального гемолиза в геле Ерне, РСК

Реакции иммунного лизиса

Антиген (эритроциты или бактерии), соединившись со специфическими антителами, образует иммунный комплекс, к которому присоединяется комплемент (С1), и происходит активация комплемента по классическому пути. Активированный комплемент лизирует эритроциты (гемолиз) или бактерии (бактериолиз). Реакция бактериолиза применяется для идентификации холерного вибриона.

Реакция гемолиза. Антигеном в реакции служат эритроциты, антитела (гемолизины) содержатся в гемолитической сыворотке. Гемолизины присоединяются к эритроцитам, происходит активация комплемента, который лизирует эритроциты. Мутная взвесь эритроцитов превращается в прозрачную ярко-красную жидкость - «лаковую кровь». Поскольку реакция гемолиза происходит только в присутствии комплемента, ее применяют как индикаторную для обнаружения комплемента.

Реакция локального гемолиза в геле (реакция Ерне) - вариант реакции гемолиза. Служит для определения количества антителообразующих клеток (АОК) в селезенке и лимфатических узлах.

Растопленный агаровый гель смешивают с суспензией клеток селезенки и эритроцитами и после застывания агара добавляют комплемент. Вокруг каждой клетки, продуцирующей гемолизины, образуется зона гемолиза. По числу таких зон определяют количество клеток, продуцирующих гемолизины.

Реакция связывания комплемента

Реакция связывания комплемента (РСК) ставится в две фазы: в первой фазе антиген соединяют с исследуемой сывороткой, в которой предполагают наличие антител, и добавляют комплемент, инкубируют в термостате 30 минут или 18-20 часов в холодильнике.

Вторая фаза: добавляют гемолитическую систему (эритроциты барана + гемолитическая сыворотка). После инкубации в термостате в течение 30 минут учитывают результат.

При положительной РСК антитела сыворотки, соединившись с антигеном, образуют иммунный комплекс, который присоединяет к себе комплемент, и гемолиза не произойдет. Если реакция отрицательная (антител в исследуемой сыворотке нет), комплемент останется свободным, и произойдет гемолиз.

РСК применяется для серологической диагностики сифилиса, гонореи, сыпного тифа и других заболеваний.

РСК можно применять и для определения антигена, например, вируса. В этом случае в качестве антител применяется диагностическая иммунная сыворотка.

В качестве комплемента для РСК применяется сыворотка крови морской свинки. Гемолитическую сыворотку получают из крови кроликов, иммунизированных эритроцитами барана.



76. Применение реакции иммунного ответа для диагностики вирусных заболеваний (реакция нейтралиациии вирусов, гемагглютинации, торможения гемагглютинации, гемадсорбции). ИФА, иммуноблоттинг

Реакция нейтрализации токсина антитоксином

В этой реакции антигеном является экзотоксин, антителами - антитоксины. При их взаимодействии происходит нейтрализация токсина. Реакцию ставят в пробирках для определения силы антитоксической сыворотки. Внешнее проявление реакции - флоккуляция (помутнение). Для обнаружения токсина с диагностической целью при ботулизме, столбняке, газовой анаэробной инфекции ставят реакцию нейтрализации токсина антитоксином в биологическом опыте на животных.

РН вирусов. В сыворотке крови переболевших лиц циркулируют AT, нейтрализующие вирусы. Их наличие выявляют смешиванием культуры возбудителя с сывороткой с последующим введением лабораторному животному или заражением культуры клеток. На эффективность нейтрализации указывает выживание животного либо отсутствие гибели клеток в культурах

Реакция агглютинации

Реакция агглютинации - склеивание бактерий под влиянием специфических антител. Реакция протекает в две фазы. В первой фазе происходит специфическое присоединение антител к поверхности клетки, во второй - образование хлопьев в присутствии электролита (хлорида натрия). Видимая реакция происходит в том случае, если антитела имеют два активных центра, к каждому их них присоединяется антиген, и в результате образуется "решетка".

Методы постановки реакции агглютинации:

1) развернутая реакция агглютинации ставится в пробирках с последовательными разведениями сыворотки;

2) реакция агглютинации на предметном стекле в капле сыворотки, разведенной 1:5 - 1:10; наступает в течение нескольких минут.

Для определения антигенной структуры микробов, выделенных из организма пациента, используют агглютинирующую сыворотку, полученную из крови животного (кролика, барана), иммунизированного этими микробами. Титром диагностической агглютинирующей сыворотки называется наибольшее ее разведение, которое вызывает агглютинацию.

Если агглютинирующая сыворотка содержит антитела против Н-антигена, то подвижные бактерии склеиваются своими жгутиками, образуются рыхлые хлопья. Это крупнохлопчатая агглютинация, наступающая быстро - в течение двух часов.

Сыворотка, содержащая О-агглютинины, вызывает мелкозернистую агглютинацию в течение 18-24 часов.

Агглютинирующие сыворотки, полученные путем иммунизации животных микробами, могут содержать антитела против родственных микробов, то есть являются поливалентными. Для повышения специфичности сывороток из них удаляют групповые антитела методом адсорбции по Кастелляни, с помощью групповых антигенов. Полученные сыворотки называют адсорбированными. Оставляя антитела только к одному антигену, получают монорецепторные сыворотки. С такими сыворотками ставят реакцию агглютинации на стекле, которая в этом случае является окончательной, а не ориентировочной.

Для обнаружения антител в сыворотке крови пациента в качестве известного антигена используют убитые культуры микробов, так называемые диагностикумы. При постановке серологического диагноза учитывают диагностический титр сыворотки - для большинства заболеваний 1:100 или 1:200.

Иммуноферментный анализ (ИФА). Как и другие реакции иммунитета, ИФА используется 1) для определения неизвестного антигена с помощью известных антител или 2) для выявления антител в сыворотке крови больного с помощью известного антигена. Особенность реакции в том, что известный ингредиент реакции соединен с ферментом, и его присутствие определяется с помощью субстрата, который при действии фермента окрашивается.

Наиболее широко применяется твердофазный ИФА.

1) Обнаружение антигена (рис. 20). Первый этап - адсорбция специфических антител на твердой фазе, в качестве которой используют полистироловые или поливинилхлоридные поверхности лунок пластиковых панелей.

Второй этап - добавление исследуемого материала, в котором предполагается наличие антигена. Антиген связывается с антителами. После этого луночки промывают.

Третий этап - добавление специфической сыворотки, содержащей антитела против данного антигена, меченые ферментом. В качестве фермента используют пероксидазу или щелочную фосфатазу. Меченые антитела присоединяются к антигенам, а их избыток удаляется промыванием. Таким образом, в случае присутствия в исследуемом материале антигена на поверхности твердой фазы образуется комплекс антитело-антиген-антитела, меченные ферментом. Для обнаружения фермента добавляют субстрат. Для пероксидазы субстратом служит ортофенилдиамин в смеси с Н2О2 в буферном растворе. При действии фермента образуются продукты, имеющие коричневую окраску, интенсивность которой позволяет количественно определить результаты опыта фотометрированием.

2) Обнаружение антител (рис. 21). Первый этап - адсорбция специфических антигенов на стенках лунки. Обычно в коммерческих системах антигены уже адсорбированы на поверхности твердой фазы - в лунках или на пластиковых шариках.

Второй этап - добавление исследуемой сыворотки. При наличии антител образуется комплекс антиген-антитела.

Третий этап - после отмывания лунок добавляют антиглобулиновые антитела (антитела против глобулинов человека), меченные ферментом.

ИФА применяется при многих инфекционных заболеваниях, в частности, при ВИЧ-инфекции, при вирусных гепатитах.

Иммуноблоттинг - это вариант ИФА, сочетание электрофореза и ИФА. Методом электрофореза в геле, содержащем ферменты, разделяют биополимеры, например, антигены вируса иммунодефицита человека.

77. Патология иммунного ответа. Классификация по механизму нарушений иммунной системы. Иммунодефицитные состояния; первичные иммунодефициты, их генетические механизмы; вторичные иммунодефициты, причины возникновения; клинические проявления иммунодефицитов и принципы их лечения

Иммунодефицитные состояния

Иммунодефицитами называют неполноценное функционирование иммунной системы. Иммунодефицитные состояния разделяют на первичные (врожденные) и вторичные (приобретенные).

Врожденные иммунодефициты связаны с генетическими дефектами развития иммунной системы. Дефекты В-снстемы ведут к пониженной выработке или полному отсутствию Ig-глобулинов. Чаще наблюдается избирательная недостаточность SIgA, что ведет к снижению местной защиты слизистых оболочек. Преимущественные дефекты Т-системы - это недоразвитие тимуса, которое обусловливает недостаточность клеточного иммунитета. Тяжелые последствия вызывают комбинированные дефекты Т- и В-системы. Наблюдаются также избирательные дефекты фагоцитов и дефекты системы комплемента.

Вторичные (приобретенные) иммунодефициты развиваются при многих бактериальных и вирусных инфекциях, при болезнях, сопровождающихся потерей белка (ожоги, болезни почек), при применении с лечебной целью рентгеновских лучей или иммуносупрессивных средств. Причинами развития вторичных иммунодефицитов могут быть диабет, ожирение, атеросклероз, истощение.

Приобретенные иммунодефициты инфекционной природы возникают вследствие размножения возбудителей непосредственно в клетках иммунной системы. Вирус иммунодефицита человека репродуцируется в Т-хелперах и макрофагах, и при этом страдают и клеточный, и гуморальный иммунитет, поскольку Т-хелперы являются регуляторами иммунного ответа.

Иммунодефицитные состояния способствуют возникновению инфекций, вызванных условно-патогенными микроорганизмами, и развитию опухолей. Например, у больных СПИДом часто развивается саркома Капоши или пневмония, вызванная Pneumocysta carinii - микроскопическим грибом, который у людей с нормальным уровнем иммунитета не вызывает заболевания.

78. Оценка иммунного статуса организма. Тесты для оценки факторов неспецифической защиты, гуморального иммунитета, клеточного иммунитета, выявления гиперчувствительности к антигенам; тесты 1 и 2 уровней

...